污泥秸秆基活性炭吸附垃圾渗滤液的实验研究

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市政污泥和生物质秸秆的资源化利用一直是资源环境领域的研究热点。基于此,本论文采用碳酸钾活化法,以污泥和玉米秸秆为原料制备活性炭,并将活性炭应用于对垃圾渗滤液的吸附实验研究中,探究其对渗滤液COD和溶解性有机物(DOM)的吸附特性。主要的研究内容和结论如下:1、采用正交实验方法,确定了污泥秸秆基活性炭制备的最优条件:原料干基比为3∶7∶0.25(W污泥:W秸秆:WK2CO3),炭化温度为750°C,炭化时间为0.5h。制备得到的污泥秸秆基活性炭平均产率是45.81%,平均碘吸附值为517.43mg/g,平均比表面积为675.30m2/g。2、SEM和BET表征结果表明,碳酸钾活化法制备的污泥秸秆基活性炭,以微孔结构为主,微孔体积占总孔体积的75.96%,平均孔径为2.467nm。热重分析显示,活化剂碳酸钾在一定程度上能够降低样品的活化能,有利于炭化过程中物质的分解,并且能够扩大活性炭内部的孔体积。3、吸附实验结果表明,当活性炭的投加量为36g/L,吸附时间为4h,溶液pH为10,吸附温度为40°C时,制备的A4B1C1污泥秸秆基活性炭对垃圾渗滤液中高浓度的COD和NH3-N、DOC去除率分别达到72.06%和72.81%和82.91%,优于市售活性炭的吸附净化效率。Langmuir和Freundlich等温方程式拟合结果表明,活性炭对渗滤液中COD的吸附为多层吸附反应。4、三维荧光光谱分析结果表明,经过A4B1C1污泥秸秆基活性炭吸附后,渗滤液的三维荧光光谱图中I区和II区(酪氨酸、色氨酸)的荧光峰相对含量增加,荧光强度增大,V区(胡敏酸)的荧光峰相对含量减少,荧光强度也减小,且活性炭吸附后的总荧光区域标准体积(37)T,n要大于吸附前,说明活性炭吸附后渗滤液中荧光物质的总量增加。5、通过GC-MS分析得知,渗滤液在吸附前后,其有机物种类发生了较大的变化。A4B1C1活性炭对渗滤液中有机物去除率达到50%以上的物质有23种,说明污泥秸秆基活性炭对于渗滤液中大多数有机物有较好的吸附效果,适于渗滤液的前期处理。
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